散列查找-平方探测法

• 解决散列表的冲突问题有两种办法：开放地址法和链地址法

下面的代码是采用开放地址法，平方探测时的代码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <stdbool.h>

#define MAXTABLESIZE 100

typedef int ElementType;

//散列单元状态类型
typedef enum
{
    Legitimate,  //有合法元素
	Empty, //空单元
	Deleted  //有已删除元素
}EntryType;

struct HashEntry  //散列表的单元类型
{
	ElementType Data;  //存放元素
	EntryType Info;  //单元状态
};

struct TblNode  //散列表的节点定义
{
	int TableSize;  //表的最大长度
	struct HashEntry* Cells;  //存放散列单元数据的数组
};

//返回大于N且不超过MAXTABLESIZE的素数
int NextPrime(int N)
{
	int i;
	int p = (N % 2) ? N + 2 : N + 1;  //从大于N的下一个奇数开始

	while (p <= MAXTABLESIZE)
	{
		for (i = (int)sqrt(p); i > 2; i--)
		{
			if (!(p % i))
			{
				break;  //p不是素数
			}
		}
		if (i == 2)
		{
			break;
		}
		else
		{
			p = p + 2;
		}
		
	}

	return p;
}

struct TblNode* CreateTable(int TableSize)
{
	struct TblNode* Hash;
	int i;

	Hash = (struct TblNode*)malloc(sizeof(struct TblNode));
	Hash->TableSize = NextPrime(TableSize);  //保证散列表的最大长度是一个素数
	//声明单元组
	Hash->Cells = (struct HashEntry*)malloc(Hash->TableSize * sizeof(struct HashEntry));
	//初始化单元状态为空单元
	for (int i = 0;i < Hash->TableSize;i++)
	{
		Hash->Cells[i].Info = Empty;
	}

	return Hash;
}

int GetHashPos(ElementType Key,int TableSize)
{
	return Key % 11;
}
//
int Find(struct TblNode* Hash,ElementType Key)
{
	int CurrentPos;
	int NewPos;
	int CNum = 0;  //记录冲突次数

	NewPos = CurrentPos = GetHashPos(Key,Hash->TableSize);  //初始散列位置

	while (Hash->Cells[NewPos].Info != Empty &&
		   Hash->Cells[NewPos].Data != Key)
	{
		//统计1次冲突 并判断奇偶次
		if (++CNum % 2)  //奇数次冲突
		{
			//增量为 +[(CNum+1)/2]^2
			NewPos = CurrentPos + (CNum + 1) * (CNum + 1) / 4;
			if (NewPos >= Hash->TableSize)
			{
				NewPos = NewPos % Hash->TableSize;  //调整为合法地址
			}
		}
		else  //偶数次冲突
		{ 
			NewPos = CurrentPos - CNum * CNum / 4;
			while (NewPos < 0)
			{
				NewPos = NewPos + Hash->TableSize;  //调整为合法地址
			}
		}
	}
	//此时NewPos或者是Key的位置,或者是一个空单元的位置(表示找不到)
	return NewPos;
}
//将元素插入哈希表
bool Insert(struct TblNode* Hash,ElementType Key)
{
	int  pos = Find(Hash,Key);

	if (Hash->Cells[pos].Info != Legitimate)
	{
		//如果这个单元格没有被占，说明key可以插入在此
		Hash->Cells[pos].Data = Key;
		Hash->Cells[pos].Info = Legitimate;
		return true;
	}
	else
	{
		printf("键值已存在.\n");
		return false;
	}

}

int main()
{
	int a[] = {47,7,29,11,9,84,54,20,30};
	//这里传入的值是9，但创建的HashTable的size并不是9，而是11
	struct TblNode* HashTable = CreateTable(9);

	for (int i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); i++)
	{
		if (!Insert(HashTable, a[i]))
		{
			printf("插入元素失败.\n");
		}
	}
	printf("插入元素成功.\n");
	//访问元素
	for (int i = 0; i < HashTable->TableSize; i++)
	{
		if (HashTable->Cells[i].Info == Legitimate)
		{
			printf("%d  %d.\n", i, HashTable->Cells[i].Data);
		}
	}
	system("pause");
	return 0;
}

• 运行结果

• 参考资料
  1 《数据结构(第2版)》 陈越主编 高等教育出版社